Бурение и освоение нефтяных и газовых скважин Автор: Епихин А.В. асс.каф. бурения скважин Томск-2013 г. Курс лекций Лекция 4

Тема 1.8 Бурение скважин с кустовых оснований. 94 Лекция 4

Кустовым бурением называется такой способ, при котором устья скважин находятся на общей площадке сравнительно небольших размеров, а забои в соответствии с геологической сеткой разработки месторождения. Определение 95 Лекция 4

1.Сокращение 1.Сокращение затрат средств и времени на обустройство площадок под буровые установки, подъездных путей и других коммуникаций. 2.Уменьшение 2.Уменьшение затрат времени на вышкостроение. 3.Сокращение 3.Сокращение затрат на эксплуатационное обслуживание и ремонт скважин. 4.Сокращение 4.Сокращение затрат на природоохранные мероприятия. Преимущества кустового бурения 1.Дополнительные затраты 1.Дополнительные затраты средств и времени на искусственное искривления скважин. 2.Увеличение 2.Увеличение объемов бурения. Преимущества кустового бурения 96 Лекция 4

Общие требования при проектировании и проводке скважин и проводке скважин 1,5 град/10 м 1.При бурении скважин одного куста должны применяться отклонители с одинаковой интенсивностью искривления, но не более 1,5 град/10 м. 3 град/100 м 2.Интенсивность искривления ствола в интервале установки насосного оборудования для эксплуатации скважины не должна превышать 3 град/100 м. 100 м 3.Глубина зарезки наклонного ствола должна быть не менее 100 м. на план куста в масштабе 1:200 4.Горизонтальные проекции ствола в интервале бурения под кондуктор наносятся на план куста в масштабе 1: Лекция 4

Оптимальное направление движения станка перпендикулярным по отношению к НДС Оптимальным считается такое НДС, при котором направления на проектные забои скважин близится к перпендикулярным по отношению к НДС. НДС Особенности проектирования скважин при кустовом бурении Особенности проектирования скважин при кустовом бурении 98 Лекция 4

Очередность бурения скважин °I сектор °II сектор 0-60° ° III сектор Очередность бурения скважин принимается следующей: в первую очередь бурятся скважины, для которых угол, измеренный от НДС до проектного направления на забои по часовой стрелке, составляет °(I сектор), причем сначала бурятся скважины с большими зенитными углами; во вторую очередь бурятся скважины, для которых этот угол составляет °(II сектор), и вертикальные скважины; в последнюю очередь бурятся скважины, для которых указанный угол ограничен секторами 0-60° и ° (III сектор), причем сначала скважины с меньшими зенитными углами. I II III НДС Особенности проектирования скважин при кустовом бурении Особенности проектирования скважин при кустовом бурении 99 Лекция 4

III секторов II секторе III сектора Глубина зарезки наклонного ствола при бурении скважин I и II секторов для первой скважины принимается минимальной, а для последующих- увеличивается. Во II секторе допускается для последующих скважин глубину зарезки наклонного ствола уменьшать только в том случае, если разность в азимутах забуривания соседних скважин составляет 90° и более. Для скважин III сектора глубина зарезки наклонного ствола для очередной скважины принимается меньшей, чем для предыдущей. Расстояние по вертикали между точками забуривания наклонного ствола для двух соседних скважин должно быть не менее 30 м, если разность в проектных азимутах стволов составляет менее 10°, 20 м, если разность азимутов 10-20°; и не менее 10 м во всех остальных случаях. НДС Глубина зарезки наклонного ствола Особенности проектирования скважин при кустовом бурении Особенности проектирования скважин при кустовом бурении 100 Лекция 4

Число скважин Число скважин в кусте определяется с точки зрения: Пожарной безопасности. Технических возможностей проходки скважин. Экономической целесообразности. Оптимальное число скважин на кусте Оптимальное число скважин на кусте 4000 т/сут 200 м 3 /м 3 1. В целях пожарной безопасности нормативно установлено, что суммарный дебит скважин в кусте не должен превышать 4000 т/сут при газовом факторе не более 200 м 3 /м С технической точки зрения максимальное число скважин в кусте n max определяется из выражения a пр t bh где a пр - максимальное нормативно установленное, либо предельно возможное отклонение скважины от вертикали для используемой технологии направленного бурения; t - плотность геометрической сетки разработки месторождения; b - расстояние по горизонтали между рядами сетки; h - расстояние по горизонтали между скважинами в ряду Лекция 4

С экономической точки зрения при кустовом бурении: сокращаются затратысокращаются затраты средств на сооружение оснований под буровую, монтажно-демонтажные работы, строительство подъездных путей, ЛЭП, нефтепроводов и т. д.; возрастают затраты возрастают затраты на бурение скважин в связи с необходимостью их искусственного искривления; увеличивается длинаувеличивается длина скважин по стволу. оптимальном числе скважин стоимостьбудет минимальной При оптимальном числе скважин в кусте стоимость каждой из них будет минимальной. Оптимальное число скважин на кусте Оптимальное число скважин на кусте Методика расчета С 1. Для конкретных условий определяется себестоимость С строительства основания под одну скважину куста. Для Нефтеюганского УБР, например, она имеет вид: С о n где С о - затраты средств на строительство оснований для одиночной скважины; n - число скважин в кусте. 2. Определяется зависимость возрастания себестоимости метра скважины в связи с дополнительными затратами на искусственное искривление. Для большинства месторождений Среднего Приобья эта зависимость имеет вид: о где о - себестоимость метра вертикальной скважины; к-коэффициент, равный отношению производительности бурения наклонных и вертикальных скважин. Этот коэффициент определяется по фактическим данным и колеблется в пределах от 1 до 2 в зависимости от числа скважин в кусте. 102 Лекция 4

h где h -длина ствола наклонной скважины. Методика расчета 3. Для конкретных условий определяется зависимость увеличения объема бурения от числа скважин в кусте. Для Самотлора эта зависимость выглядит следующим образом: А Себестоимость А одной скважины в кусте равна или Себестоимость одной скважины будет минимальной при равенстве первой производной функции стоимости нулю, т.е.: n опт Отсюда оптимальное число скважин в кусте n опт определяется из выражения: 103 Лекция 4

БУ 2500 ЭУК БУ 3000 ЭУК БУ 3000 ЭУК - 1 БУ 3200 /200 ЭУК - 2МЯ БУ 3200 /200 ЭУК - 2М2 БУ 3200 /200 ЭК - БМ БУ 3900 /225 ЭК - БМ БУ 4000 /250 ЭК - БМ БУ 4500 /270 ЭК - БМ БУ 5000 /320 ЭУК - Я Специальные буровые установки Специальные буровые установки 104 Лекция 4

Тема 1.9 Другие технологии направленного бурения. Бурение дополнительных стволов. 105 Лекция 4

бездействующие скважиныбездействующие скважины в результате сложной аварии с подземным оборудованием; скважины с дефектами в эксплуатационной колоннескважины с дефектами в эксплуатационной колонне (слом, смятие или смещение), не поддающимися исправлению; выбывшие из эксплуатациивыбывшие из эксплуатации вследствие нарушения призабойной зоны, восстановить которую неизвестным способом невозможно; скважиныпрорывы высоконапорных подошвенных водскважины, в которых при опробовании произошли прорывы высоконапорных подошвенных вод, неподдающихся изоляции; экологическим соображениям нецелесообразнорасположение на участках, где по условиям, состоянию разработки пласта и экологическим соображениям бурить новые скважины нецелесообразно. Рациональная область применения Рациональная область применения 106 Лекция 4

большаябольшая глубина зарезки второго ствола; малыймалый диаметр ствола, поэтому все оборудование и инструмент имеют существенные ограничения в поперечных размерах; большаябольшая интенсивность искривления дополнительного ствола; обычные методы не могут быть использованы ориентирование отклонителей производится в обсадной колонне, поэтому обычные методы не могут быть использованы. Проблемы при забуривании боковых стволов Проблемы при забуривании боковых стволов Место зарезки второго ствола должно удовлетворять следующим условиям Максимальная возможная глубина. Между муфтами обсадной колонны. В интервале устойчивых пород, не склонных к осыпанию. При качественном затрубном цементировании. Отсутствие второй колоны обсадных труб. Обеспечение подсечения продуктивного горизонта в заданной точке при требуемом отходе и зенитном угле. 107 Лекция 4

Последовательность выполнения работ 1.обследование и выбор места в колоне для вскрытия «окна» или вырезание участка колонны; 2.вскрытия «окна» или вырезание участка колонны; 3.зарезка второго ствола и бурение до требуемой глубины; 4.комплекс геофизических исследований; 5.спуск эксплуатационной колонны или хвостовика; 6.вторичное вскрытие продуктивного горизонта (при необходимости). Способы забуривания дополнительного ствола Вырезание эксплуатационной колонныВырезание эксплуатационной колонны на длину метров с помощью специального вырезающего устройства. Далее цементирование этого участка ствола и выше вырезанной части колонны на м. После ОЗЦ бурение цементного камня компоновкой с забойным двигателем и отклонителем. вскрытие «окна» в эксплуатационной колоннеУстановка в скважине отклоняющего клина, возможно с цементированием его. Затем вскрытие «окна» в эксплуатационной колонне райбером (набором райберов) и дальнейшее бурение ствола. 108 Лекция 4

Последовательность бурения методом вырезания колонны Последовательность бурения методом прорезания «окна» 109 Лекция 4 Способы зарезки бокового ствола

Необходимое специальное оборудование и инструмент для забуривания дополнительных стволов Универсальное вырезающее устройство или клиновой отклонитель. Набор райберов или винтовой двигатель – отклонитель. Ориентаторы отклонителей в обсадной колонне (магнитной среде). Малогабаритные телесистемы. Преимущества метода забуривания дополнительного ствола вырезанием части обсадной колонны Уменьшение вероятности осложнений при СПО. При неудаче можно повторить забуривание. Из одного «окно» можно пробурить несколько скважин. Недостатки метода Большие затраты времени на вырезание колонны. Меньшая точность ориентирования дополнительного ствола. Преимущества метода забуривания дополнительного ствола прорезанием «окна» Высокая точность ориентирования. Возможно использование роторного способа бурения. малый объем фрезеруемого металла. Недостатки метода Возможны осложнения при спуске клина. Возможны просадка или проворот клина при бурении. Сложность конструкции клина. 110 Лекция 4

Способы заканчивания дополнительных стволов Без крепления скважин С щелевым или гравийным фильтром Крепление хвостовиком с цементировани ем 111 Лекция 4

Спасибо за внимание!!!